(57)【要約】【課題】  コアにコイルを装着するときの製造コストを低減できる電流センサを提供する。【解決手段】  電流センサ１は、ギャップ２１を有する環状のコア２と、ギャップ２１に配置される磁気センサ６及び中心軸線方向の長さがギャップ２１の大きさ未満に形成されたコイル７が実装面上且つコア２の円周と同じ半径の円周上に実装された回路基板３とを備える。電流センサ１は、筐体４に回路基板３を配置するときに、コイル７をギャップ２１に配置した後、回路基板３をコア２の周方向に沿って移動させることで、コア２がコイル７を貫通した状態とし、コイル７の中心軸線の周りに回路基板３を回転させることで、磁気センサ６がギャップ２１に配置される。【選択図】  図１
2013068490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギャップを有する環状のコアと、前記ギャップに配置された磁気センサと、前記コアが貫通したコイルとを備える電流センサであって、
前記磁気センサと前記コイルとが同一面上且つ前記コアの円周と同じ半径の円周上に実装された基板を備え、
前記コイルは、中心軸線方向の長さが前記ギャップの大きさ未満に形成されており、
前記基板を配置するときに、前記コイルを前記ギャップに配置した後、当該基板を前記コアの周方向に沿って移動させることで、前記コアが前記コイルを貫通した状態とし、前記コイルの中心軸線の周りに当該基板を回転させることで、前記磁気センサが前記ギャップに配置されることを特徴とする電流センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の電流センサにおいて、
前記コア及び前記基板を収容する筐体を備え、
前記コアを前記筐体に収容した後に前記基板を前記筐体に収容するものであり、
前記基板の回転により当該基板が前記筐体に収容されることを特徴とする電流センサ。
【請求項３】
請求項２に記載の電流センサにおいて、前記筐体と前記基板には、前記基板を配置するときの移動又は回転時に前記コアと前記基板との相対位置を規定するための位置決め部が設けられていることを特徴とする電流センサ。
【請求項４】
請求項３に記載の電流センサにおいて、
前記位置決め部は、
前記コアの周方向に沿うように前記筐体に設けられたガイド溝と、
前記移動時に前記ガイド溝に沿って前記基板を移動させるために前記基板に設けられた突部とからなることを特徴とする電流センサ。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の電流センサにおいて、
前記位置決め部は、
前記回転時に当該基板の回転方向以外の方向への揺動を抑制するために前記基板に設けられた突部又は切欠部と、
前記揺動を抑制するための突部又は切欠部に応じて前記筐体に設けられた溝又は突部とからなることを特徴とする電流センサ。
【請求項６】
請求項３に記載の電流センサにおいて、
前記位置決め部は、
前記コアの周方向に沿うように前記筐体に設けられたガイド溝と、
前記回転時に当該基板の回転方向以外の方向への揺動を抑制するために前記筐体に設けられた溝と、
前記移動時には前記ガイド溝に沿って移動させ、前記回転時には前記揺動を抑制するための溝に沿って回転させるために前記基板に設けられた突部とからなることを特徴とする電流センサ。
【請求項７】
請求項３〜６のいずれか１項に記載の電流センサにおいて、
前記位置決め部は、
前記基板の回転により当該基板が前記筐体に収容されるとき、当該基板が収容される位置を規定するために前記筐体に設けられた突部又は切欠部と、
前記位置を規定するための突部又は切欠部に応じて前記基板に設けられた切欠部又は突部とからなることを特徴とする電流センサ。
【請求項８】
ギャップを有する環状のコアと、前記ギャップに配置された磁気センサと、前記コアが貫通したコイルと、前記磁気センサと前記コイルとが同一面上且つ前記コアの円周と同じ半径の円周上に実装された基板と、前記コア及び前記基板を収容する筐体とを備え、前記コイルの中心軸線方向の長さが前記ギャップの大きさ未満である電流センサの製造方法であって、
前記コアを前記筐体に収容する第１工程と、
前記コイルが前記ギャップに配置されるように前記基板を配置する第２工程と、
前記基板を前記コアの周方向に沿って移動させて、前記コアを前記コイルに貫通させる第３工程と、
前記コイルの中心軸線の周りに前記基板を回転させて、前記磁気センサを前記ギャップに配置する第４工程とを備えることを特徴とする電流センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギャップが形成された環状のコアと、コアのギャップに配置される磁気センサと、コアが貫通したコイルとを備える電流センサ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ギャップが形成された環状のコアと、コアのギャップに配置される磁気センサ（例えばホール素子）とを備える電流センサが知られている（特許文献１）。このような電流センサは、コアの軸心部を貫通する導体に流れる電流によってコアに発生する磁束をホール素子により電気信号に変換している。そして、この種の電流センサでは、例えば特許文献１に見られるが如く、コアの一部にコイルが巻装されている。
【０００３】
コアは、発生した磁束により磁気を帯び、電流が導体に流れなくなった場合であっても、多少の磁気を帯びたままになることがある。そこで、上記のような電流センサにおいて、前記導体に流れる電流による磁界を打ち消すような磁界が発生するようにコイルに電流を流すことで、コアが磁気を帯びたままとなることを防止している。
【０００４】
また、上記のように設けられたコイルの他の用途としては、例えば、電流センサの精度を向上するために、導体に流す電流をコイルにも流して磁界を増幅させたり、測定した信号をオフセットするために、導体に流す電流とは別の電流をコイルに流し、導体に流れる電流による磁界とは別の磁界を発生させる等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２８４７３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このようなコイルをコアの一部に巻装するときには、巻線機等の専用の機械を用いて巻くことになる。しかしながら、専用の機械を用いるため、その分の製造コストが増加してしまう。
【０００７】
本発明は、可能な限り製造コストを低減できる電流センサ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ギャップを有する環状のコアと、前記ギャップに配置された磁気センサと、前記コアが貫通したコイルとを備える電流センサであって、前記磁気センサと前記コイルとが同一面上且つ前記コアの円周と同じ半径の円周上に実装された基板を備え、前記コイルは、中心軸線方向の長さが前記ギャップの大きさ未満に形成されており、前記基板を配置するときに、前記コイルを前記ギャップに配置した後、当該基板を前記コアの周方向に沿って移動させることで、前記コアが前記コイルを貫通した状態とし、前記コイルの中心軸線の周りに当該基板を回転させることで、前記磁気センサが前記ギャップに配置されることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、コイルは、中心軸線方向の長さがギャップの大きさ（間隔方向の長さ）未満に形成されているので、コイルにコアを貫通させるときに、まず、コイルをコアのギャップに通すことができる。この状態で基板をコアの周方向に沿って移動させると、コアがコイルを貫通した状態とすることができる。
【００１０】
また、基板の同一面上且つコアの円周と同じ半径の円周上に、磁気センサとコイルが配置されている。このため、コアがコイルを貫通した状態とした後、コイルの中心軸線の周りに基板を回転させることで、磁気センサをギャップに配置することができる。
【００１１】
磁気センサやコイル等の回路素子の配置や構造を上記のようにすることで、回路基板の移動及び回転をするだけで、コアの一部にコイルが巻装されたと同じ状態にすることができる。このため、本発明の電流センサは、巻線機等の特別な機械を用いる必要がなく、製造コストを低減できる。
【００１２】
本発明において、前記コア及び前記基板を収容する筐体を備え、前記コアを前記筐体に収容した後に前記基板を前記筐体に収容するものであり、前記基板の回転により当該基板が前記筐体に収容されることが好ましい。これにより、コアのギャップへの磁気センサの配置と基板の筐体への収容とを基板を回転させるだけでできるので、電流センサの組立工数を低減でき、製造コストを低減できる。
【００１３】
本発明において、前記筐体と前記基板には、前記基板を配置するときの移動又は回転時に前記コアと前記基板との相対位置を規定するための位置決め部が設けられていることが好ましい。
【００１４】
基板を移動又は回転させるときには、動作のブレ等の影響により必ずしも規定の位置に移動又は回転できるわけではない。そこで、コアと基板との相対位置を規定するために、筐体と基板に位置決め部を設ける。これにより、例えば、突部を切欠部や溝に通したり、基板を壁に当接させながら移動又は回転することで、コアと基板との相対位置が規定できる。このようにして、ギャップにコイルを配置するときや、コアをコイルに貫通させるとき、又はギャップに磁気センサを配置するとき等に、簡単に基板を移動又は回転できるので、電流センサを速やかに組み立てることができ、製造コストを低減できる。
【００１５】
本発明において、前記位置決め部は、前記コアの周方向に沿うように前記筐体に設けられたガイド溝と、前記移動時に前記ガイド溝に沿って前記基板を移動させるために前記基板に設けられた突部とからなることが好ましい。ガイド溝がコアの周方向に沿っているので、コアをコイルに貫通した状態にするときに、基板の突部をガイド溝に沿って移動させるという簡単な動作だけでコイルをコアの周方向に移動できる。これにより、電流センサの組立を簡便にでき、製造コストを低減できる。
【００１６】
本発明において、前記位置決め部は、前記回転時に当該基板の回転方向以外の方向への揺動を抑制するために前記基板に設けられた突部又は切欠部と、前記揺動を抑制するための突部又は切欠部に応じて前記筐体に設けられた溝又は突部とからなることが好ましい。基板を回転するときに、基板の突部を筐体に設けられた溝に沿って移動させる（又は、基板の切欠部の空間に筐体の突部を通過させる）だけで、回転方向以外の方向への揺動を抑制することができるので、電流センサの組立を簡便にでき、製造コストを低減できる。
【００１７】
本発明において、前記位置決め部は、前記コアの周方向に沿うように前記筐体に設けられたガイド溝と、前記回転時に当該基板の回転方向以外の方向への揺動を抑制するために前記筐体に設けられた溝と、前記移動時には前記ガイド溝に沿って移動させ、前記回転時には前記揺動を抑制するための溝に沿って回転させるために前記基板に設けられた突部とからなることが好ましい。ガイド溝がコアの周方向に沿っているので、コアをコイルに貫通した状態にするときに、基板の突部をガイド溝に沿って移動させるという簡単な動作だけでコイルをコアの周方向に移動できる。また、基板を回転するときに、基板の突部を筐体に設けられた溝を通す（沿わせる）だけで、回転方向以外の方向への揺動を抑制することができる。これにより電流センサの組立を簡便にできる。更に、１つの突部で、移動及び回転の利便性を向上しているので、移動用の突部、回転用の突部をそれぞれ別途設けるものに比べて基板の構造を簡単にでき、製造コストを低減できる。
【００１８】
本発明において、前記位置決め部は、前記基板の回転により当該基板が前記筐体に収容されるとき、当該基板が収容される位置を規定するために前記筐体に設けられた突部又は切欠部と、前記位置を規定するための突部又は切欠部に応じて前記基板に設けられた切欠部又は突部とからなることが好ましい。これらの突部及び切欠部により、基板を筐体に収容するときの位置を規定できる。これにより組立時に基板を簡便に収容でき、製造コストを低減できる。
【００１９】
本発明は、ギャップを有する環状のコアと、前記ギャップに配置された磁気センサと、前記コアが貫通したコイルと、前記磁気センサと前記コイルとが同一面上且つ前記コアの円周と同じ半径の円周上に実装された基板と、前記コア及び前記基板を収容する筐体とを備え、前記コイルの中心軸線方向の長さが前記ギャップの大きさ未満である電流センサの製造方法であって、前記コアを前記筐体に収容する第１工程と、前記コイルが前記ギャップに配置されるように前記基板を配置する第２工程と、前記基板を前記コアの周方向に沿って移動させて、前記コアを前記コイルに貫通させる第３工程と、前記コイルの中心軸線の周りに前記基板を回転させて、前記磁気センサを前記ギャップに配置する第４工程とを備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、第１工程で、コアを筐体に収容する。コイルは、中心軸線方向の長さがギャップの大きさ（間隔方向の長さ）未満に形成されているので、コイルにコアを貫通させるときに、まず、コイルをコアのギャップに通すことができる。このため、第２工程で、コイルがギャップに配置されるように基板を配置し、第３工程で、基板をコアの周方向に沿って移動させると、コアがコイルを貫通した状態とすることができる。また、基板の同一面上且つコアの円周と同じ半径の円周上に、磁気センサとコイルが配置されている。このため、第３工程で、コアがコイルを貫通した状態とした後、第４工程で、コイルの中心軸線の周りに基板を回転させて、磁気センサをギャップに配置することができる。
【００２１】
磁気センサやコイル等の回路素子の配置や構造を上記のようにし、第１工程〜第４工程のように、移動及び回転などの簡便な動作のみにより、コアの一部にコイルが巻装されたと同じ状態にすることができる。このため、本発明の電流センサは、巻線機等の特別な機械を用いる必要がなく、製造コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の本実施形態の電流センサの構成を示す分解斜視図。
【図２】本実施形態の電流センサの斜視図。
【図３】（ａ）は本実施形態の電流センサの回路基板の斜視図、（ｂ）は（ａ）の平面図、（ｃ）は（ａ）の正面図。
【図４】（ａ）は本実施形態の電流センサの筐体の平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図、（ｃ）は（ａ）のＩＶ−ＩＶ線断面図。
【図５】本実施形態の電流センサの製造時の第１工程で得られる製品状態を示す図。
【図６】（ａ）は本実施形態の電流センサの製造時の第２工程で得られる製品状態を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の平面図、（ｃ）は（ａ）のＶＩ−ＶＩ線断面図。
【図７】（ａ）は本実施形態の電流センサの製造時の第３工程で得られる製品状態を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の平面図、（ｃ）は（ａ）のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図。
【図８】（ａ）は本実施形態の電流センサの製造時の第４工程の途中の製品状態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図。
【図９】（ａ）は本実施形態の電流センサの製造時の第４工程で得られる製品状態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＩＸ−ＩＸ線断面図。
【図１０】本実施形態の電流センサの製造時の第５工程の途中の製品状態を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態の電流センサについて説明する。本実施形態の電流センサ１は、図１に示されるように、コア２と、基板としての回路基板３と、筐体４と、上蓋５とを備える。また、図２に示されるように、電流センサ１は、実際に使用される状態においては、コア２、回路基板３が筐体４に収容され、筐体４と上蓋５のみが外部に露出した状態となる。
【００２４】
コア２は、磁性材料から成る環状のものであり、その周方向の全長のうちの一部の区間部分に、該周方向に間隔を存する空隙部分であるギャップ２１が形成されている。
【００２５】
回路基板３は、プリント配線基板であり、図３に示されるように、第１直線部３１と第２直線部３２の２本の直線部によりＬ字形状に形成されている。また、回路基板３は、Ｌ字形状の頂点部分（すなわち、第１直線部３１と第２直線部３２との交点部分）に長方形状の切欠きである第１切欠部３ａを有する。また、回路基板３の同一面上には、回路部品として磁気センサ６とコイル７とコネクタ３３とが実装されている。以下、これらの回路部品６，７，３３が実装されている面を「実装面」という。
【００２６】
また、第１直線部３１の長手方向の２つの辺のうち、第１切欠部３ａが設けられている側の辺を「第１長手外辺」といい、第１長手外辺の反対側の辺を「第１長手内辺」という。また、第１直線部３１の短手方向の２つの辺のうち、第１切欠部３ａ側の辺を「第１短手切欠辺」といい、第１短手切欠辺の反対側の辺を「第１短手外辺」という。同様に、第２直線部３２の長手方向の２つの辺のうち、第１切欠部３ａが設けられている側の辺を「第２長手外辺」といい、第２長手外辺の反対側の辺を「第２長手内辺」という。また、第２直線部３２の短手方向の２つの辺のうち、第１切欠部３ａ側の辺を「第２短手切欠辺」といい、第２短手切欠辺の反対側の辺を「第２短手外辺」という。なお、第２短手切欠辺の長さはＭ１に設定されている。
【００２７】
また、第１直線部３１には、第１短手切欠辺の第１長手外辺側に、第２切欠部３１ａが設けられている。更に、第２直線部３２には、第２長手外辺の第２短手切欠辺側に第３切欠部３２ａが設けられ、第２短手外辺の第２長手外辺側に第４切欠部３２ｂが設けられ、第２長手外辺の第２短手切欠辺から長さＭ２の位置に、幅Ｍ３の突部３２ｃが設けられている。
【００２８】
磁気センサ６は、本実施形態では、ホール素子（リード型のホール素子）である。磁気センサ６は、検知した磁束を電気信号に変換して出力する。なお、本実施形態では磁気センサ６としてホール素子を用いているが、ホール素子以外の磁気センサ、例えば磁気抵抗素子であってもよい。
【００２９】
コア２のギャップ２１は、その空間に磁気センサ６を収容可能な大きさに形成されている。磁気センサ６は、コア２及び回路基板３が収容された状態において、コア２のギャップ２１内の空間に位置するように回路基板３に配置されている。
【００３０】
コイル７は、空芯コイルで円筒状のボビンに導電性の巻線を巻いたものである。なお、コイルは自立可能であればボビンは無くてもよい。コイル７は、その中心軸線が第２直線部３２の第２長手外辺に対して平行となるように配置される。また、コイル７は、第２直線部３２の長手方向の位置が、第２直線部３２に設けられた突部３２ｃと同じ位置、すなわち第２短手切欠辺から長さＭ２の位置に設定されている。また、コイル７は、第２直線部３２の短手方向の位置が、第２長手外辺から長さＭ４の位置にコイル７の中心軸線が位置するように設定されている。このとき、コイル７の中心軸線は、突部３２ｃの先端からの位置が長さＭ５となっている。
【００３１】
また、コイル７の内径は、コア２の直径よりも若干大きく形成されている。コイル７の中心軸線方向の長さは、コア２のギャップ２１の間隔方向の長さよりも若干小さく形成されている。このため、コイル７は、その中心軸線をコア２の断面中心を結ぶ線（以下、「断面中心線」という）Ｃと一致するような位置となるようにギャップ２１内に位置させた後、コア２の周方向に沿って移動させることで、コア２がコイル７を貫通した状態となる。すなわち、コア２の一部にコイル７を巻装させたと同じ状態にすることができる。
【００３２】
また、磁気センサ６とコイル７は、互いがコア２の円周と同じ半径の円周上に配置されている。これにより、コア２及び回路基板３を筐体４に収容した状態において、コア２の一部にコイル７を貫通できる（巻装させたと同じ状態にできる）と共に、コア２のギャップ２１内の空間に磁気センサ６を配置できる。
【００３３】
コネクタ３３は、電流センサ１の外部と電気信号を送受信する電気的な接続端子を有する開口部３３ａを有し、磁気センサ６から出力された電気信号を外部に出力する。コネクタ３３は、開口部３３ａ側の端の一部が、第１直線部３１の第１短手外辺から突出するように、第１直線部３１上に実装されている。コネクタ３３から出力された電気信号は、外部の電子回路（図示省略）等の演算回路により、検知した磁束に応じた電流値を表す電気信号に変換され、当該変換結果を電流センサ１が検知した電流値として扱う。なお、コネクタ３３から出力する前に、検知した磁束に応じた電流値を表す電気信号に変換するようにしてもよい。この場合には、回路基板３に電流値を表す電気信号に変換する電子回路が実装される。
【００３４】
筐体４は、上方に開口した箱形状のものであり、長方形板状の底板４１と、この底板４１の外周縁部から起立する長方形状の枠体である外側壁部４２と、底板４１の上面中央部から外側壁部４２と間隔を存して起立する長方形状の枠体である内側壁部４３とを備える。筐体４は、内側壁部４３により囲まれることで、貫通孔４ａが形成されている。
【００３５】
また、底板４１は、厳密には、長方形の４つの頂点のうち３つの頂点の角は直角ではなく、Ｒを有する角になっている（残りの１つの頂点は直角）。従って、外側壁部４２も底板４１と同様に、厳密には、３つの頂点がＲを有する角で残りの１つの頂点が直角の略長方形状の枠体である。以下、底板４１及び外側壁部４２を上面から見たときに、４つの辺から構成される長方形であるとして説明する。
【００３６】
筐体４は、コア２の中心軸線（断面中心線Ｃを全て含む平面に垂直な方向の線）を底板４１の法線方向に向けた状態で、外側壁部４２と内側壁部４３との間の空間にコア２を収容可能に構成されている。その収容状態は、外側壁部４２によりコア２の外周面の周囲を囲み、且つ、コア２の内周面の内側に内側壁部４３が配置されるような形態の収容状態である。
【００３７】
この場合、筐体４の外側壁部４２と内側壁部４３との間の空間（以降、コア収容空間ということがある）の複数箇所（本実施形態では５箇所）に、底板４１の上面から突出するように形成されたコア用台座４４が底板４１に固設されている。コア用台座４４には、その上面に、コア２の下面に沿う形状の窪みが設けられており、当該窪みにより、コア収容空間でのコア２の収容位置が規定されるようになっている。
【００３８】
また、筐体４は、コア２を収容した状態において、回路基板３の実装面をコア２側にし、当該回路基板３が底板４１に平行な状態で、収容可能に構成されている。その収容状態において、回路基板３は、第１直線部３１の第１長手外辺の縁が外側壁部４２の一辺を構成する壁（以下、「第１壁」という）４２１に沿う。また、第１壁４２１には、深さＭ６の凹欠部４２ａが設けられている。深さＭ６は、上述した第２短手切欠辺の長さＭ１（図３（ｂ））に応じて設定される。
【００３９】
また、外側壁部４２の４つの辺のうち、回路基板３が収容された状態においてコネクタ３３の開口部３３ａ側が位置する辺を構成する壁（以下、「第２壁」という）４２２には、このコネクタ３３の一部を第２壁４２２から突出させるための切欠部４２ｂが形成されている。なお、外側壁部４２は、第１壁４２１と第２壁４２２との間の角が直角に形成されている。以下、第１壁４２１に向かい合う壁４２３を「第３壁」といい、第２壁４２２に向かい合う壁４２４を「第４壁」という。
【００４０】
また、底板４１の上面には、コア２が収容された状態においてコア２を避けるように底板４１の上面から突出した基板用台座４５が、底板４１の複数箇所（本実施形態では３箇所）に固設されている。基板用台座４５は、その上面の一部が突出しており、この突出した部分の側面で回路基板３の縁を受けると共に、この突出していない上面で回路基板３の実装面を受けることで、回路基板３を支持している。基板用台座４５の長さは、回路基板３が基板用台座４５に収容された状態において、回路基板３がコア２に当接せず、且つコア２のギャップ２１内に磁気センサ６が位置し、コイル７の中心軸線がコア２の断面中心線Ｃとほぼ一致する位置になるように設定されている。
【００４１】
また、底板４１には、底板４１の上面から突出するように、上方に開口したネジ穴を有するボス４６が底板４１から突設されている。このとき、ボス４６は、第１壁４２１の中央部より第４壁４２４側の位置に、第１壁４２１の近くに突設されている。回路基板３の収容状態において、このボス４６のネジ穴には、回路基板３の第２切欠部３１ａを介して上方からネジ８（図１０参照）が挿通される。回路基板３は、この挿通されたネジ８により筐体４に固定される。ボス４６の長さも基板用台座４５と同じ長さに設定されている。
【００４２】
また、底板４１の上面の第４壁４２４側には、コア２の収容状態においてコア２の周方向に沿ったガイド溝４７が、収容されたコア２の外周側に設けられている。
【００４３】
回路基板３を収容したときのコイル７の中心軸線からガイド溝４７の上面までの長さＭ７は、上述した長さＭ５（図３（ｂ））に比べてほぼ同等か若干長く設定される。更に、回路基板３を収容したときのコイル７の中心軸線から底板４１の上面までの長さＭ８は、上述した長さＭ４（図３（ｂ））に比べて若干長く設定される。このとき「Ｍ７−Ｍ５」と「Ｍ８−Ｍ４」は、ほぼ同じ値となる。この「Ｍ７−Ｍ５」及び「Ｍ８−Ｍ４」は、コア２及び回路基板３を収容した状態において、コイル７の内周がコア２の外周の延長線上の外側に位置する程度の差に設定されていればよい。
【００４４】
また、ガイド溝４７の両端には、ガイド溝４７の上面よりも高く形成された面４７１，４７２が設けられている。
【００４５】
また、底板４１からは、上方に突出した位置決め壁が設けられている。この位置決め壁は、上方から見たときに、短い直線形状の壁（以下、「第１位置決め壁」という）４８１と長い直線形状の壁（以下、「第２位置決め壁」という）４８２とからなるＬ字状の壁となっている。第１位置決め壁４８１は、ガイド溝４７よりも第３壁４２３側に、第３壁４２３に平行に配置される。第２位置決め壁４８２は、ガイド溝４７よりも第４壁４２４側に、第４壁４２４に平行に配置される。また、第２位置決め壁４８２には、幅Ｍ９の位置決め溝４８４が設けられている。位置決め溝４８４は、底板４１から上方に向かって第４壁４２４側に近付くテーパ状に形成されている。幅Ｍ９は、第２直線部３２に設けられた突部３２ｃの幅Ｍ３に比べて若干長く設定されている。また、第２位置決め壁４８２には、第２壁４２２側に突出した第２リブ４８２ａが形成されている。第２リブ４８２ａは、その幅が、第３切欠部３２ａの幅方向の空間より若干短く設定されている。
【００４６】
また、第１位置決め壁４８１の第１壁４２１側、且つ面４７１の第２壁４２２側には、底板４１から上方に突出した台座部４８１ａが固設されている。台座部４８１ａには、その上方に突出した第１リブ４８１ｂが固設されている。第１リブ４８１ｂは、回路基板３が筐体４に収容された状態において、回路基板３の第４切欠部３２ｂに嵌合する大きさで、嵌合できる位置に形成されている。また、第１リブ４８１ｂとガイド溝４７との間にある台座部４８１ａの上面は、第１リブ４８１ｂからガイド溝４７に向かって低くなるテーパ部４８１ｃが形成されている。
【００４７】
更に、底板４１の上面には、上方に突出した３つの壁として、第１ガイド壁４９１、第２ガイド壁４９２、第３ガイド壁４９３が形成されている。第１ガイド壁４９１は、第１壁４２１の中央部付近からガイド溝４７に向かって形成されている。第２ガイド壁４９２は、第１ガイド壁４９１の第１壁４２１側の縁から第２壁４２２側に向かって、第１ガイド壁４９１に対して直交するように形成されている。第３ガイド壁４９３は、第２ガイド壁４９２の第１ガイド壁４９１側とは反対側の縁から第４壁４２４側に向かって、第１ガイド壁４９１に対して遠ざかる方向に形成されている。第２ガイド壁４９２のガイド溝４７側の面までの長さＭ１０は、上述した第２長手外辺の第２短手切欠辺から長さＭ２（図３（ｂ））より若干長く設定されている。
【００４８】
上蓋５は、筐体４の外側壁部４２の上側の縁に被せることで、筐体４に収容されているコア２及び回路基板３を外部に直接露出しないように保護している。上蓋５は、筐体４の底板４１と同様に３つのＲを有する角と１つの直角を有する長方形板状の天板５１と、この天板５１の外周縁部から起立する２つの凸部である第１凸部５２及び第２凸部５３とから構成される。また、天板５１には、上蓋５が筐体４に被せられた状態において、筐体４の貫通孔４ａと連通する貫通孔５ａが形成されている。
【００４９】
第１凸部５２は、上蓋５が筐体４に被せられた状態において、筐体４の第１壁４２１に設けられた凹欠部４２ａの上側の縁に沿うように形成されている。第２凸部５３は、上蓋５が筐体４に被せられた状態において、第２壁４２２に設けられた切欠部４２ｂから突出しているコネクタ３３の上面に沿うように形成されている。
【００５０】
以上のように構成された電流センサ１は、上蓋５の貫通孔５ａ及び筐体４の貫通孔４ａを通る導体に電流が流れることでコア２に発生する磁束を磁気センサ６が検知し、この検知した磁束に応じた電気信号をコネクタ３３の接続端子から出力している。
【００５１】
次に、上記のような電流センサ１の製造方法について説明する。
【００５２】
まず最初に第１工程において、図５に示されるように、コア２が筐体４のコア用台座４４上に載置される。このとき、コア２は、ギャップ２１の図５の右下側の端がガイド溝４７の右下側の端と合うように配置される。その後、接着、樹脂モールド等によりコア２が筐体に固定される。なお、インサート成型等により予めコア２を筐体に固定してもよい。
【００５３】
次に第２工程において、図６に示されるように、回路基板３が、底板４１に対して鉛直となり、コネクタ３３の開口部３３ａが上方を向くように筐体４に挿入される。このとき、「凹欠部４２ａの第２壁４２２側の縁に、第１直線部３１の実装面が接触するように」、且つ「第２直線部３２の突部３２ｃの第２短手切欠辺側の縁に、底板４１のガイド溝４７の第１壁４２１側の縁が沿うように」挿入される。
【００５４】
図３（ｂ）に示される長さＭ４，長さＭ５、及び図４（ｃ）に示される長さＭ７，長さＭ８は、上述したように、「Ｍ７−Ｍ５」及び「Ｍ８−Ｍ４」が、コア２及び回路基板３を収容した状態において、コイル７の内周がコア２の外周の延長線上の外側に位置する程度の差に設定されている。このため、本実施形態では、図６の状態において、コイル７の中心軸線がコア２の断面中心線Ｃとほぼ同一となっている。
【００５５】
また、第１工程において、コア２がギャップ２１の図５の右下側の端をガイド溝４７の右下側の端と合うように配置している。これにより、図６の状態において、コイル７がコア２のギャップ２１に配置される。
【００５６】
深さＭ６（図４（ｂ））は、上述したように、第２短手切欠辺の長さＭ１（図３（ｂ））に応じて設定される。これは、すなわち図６の状態において、第１直線部３１の第１短手切欠辺が凹欠部４２ａに当接したときに、第２直線部３２の第２長手外辺が筐体４の底板４１に当接するような長さに設定されることを意味している。これにより、図６の状態において、筐体４の外側壁部４２が回路基板３の挿入を邪魔することを防止できる。
【００５７】
長さＭ１０（図４（ａ））は、上述したように、長さＭ２（図３（ｂ））より若干長く設定されている。これにより、図６の状態において、第２ガイド壁４９２が第２直線部３２に接触せず、回路基板３の挿入を邪魔することを防止できる。
【００５８】
次に第３工程において、図７に示されるように、回路基板３の突部３２ｃを底板４１に設けられたガイド溝４７に沿って、図６（ｂ）の反時計回り方向に回路基板３が移動される。上述したようにガイド溝４７は、コア２の収容状態においてコア２の周方向に沿うように設けられている。このため、上記移動により、コア２がコイル７の中空部に挿入され（コア２がコイル７に貫通し）、コイル７がコア２に沿って移動することとなる。このように、上記のように形成されたガイド溝４７に沿って突部３２ｃを移動させるだけで、コア２に沿ってコイル７を移動させることができ、組立が簡便となっている。
【００５９】
ここで、ガイド溝４７が、本発明における「前記コアの周方向に沿うように前記筐体に設けられたガイド溝」に相当する。また、回路基板３の突部３２ｃが、本発明における「前記移動時に前記ガイド溝に沿って前記基板を移動させるために前記基板に設けられた突部」に相当する。
【００６０】
また、このとき、第２直線部３２の突部３２ｃの第２短手外辺側の縁がガイド溝４７の第３壁４２３側の縁に当接するまで、回路基板３が移動される。これにより、回路基板３はその平面が第４壁４２４に平行となる。このとき、第２直線部３２の第２短手外辺が第１位置決め壁４８１に当接する位置に、第１位置決め壁４８１が設けられている。更に、このとき、第２直線部３２の突部３２ｃの幅方向の中心が、位置決め溝４８４の間隔方向の中心とほぼ同じ位置となるように、突部３２ｃ及び位置決め溝４８４が形成されている。
【００６１】
この第３工程における処理が、本発明における「前記コイルを前記ギャップに配置した後、当該基板を前記コアの周方向に沿って移動させることで、前記コアが前記コイルを貫通した状態」とする処理に相当する。
【００６２】
次に第４工程において、図８及び図９に示されるように、底板４１に対して鉛直になっている回路基板３が底板４１に対して平行となるように、コイル７の中心軸線を中心として回路基板３が回転される。これにより、コネクタ３３が第２壁４２２の切欠部４２ｂに嵌合する。なお、図８は回路基板３の回転の途中を示す図であり、図９は回路基板３の回転が終了したときを示す図である。
【００６３】
この回転時において、図８に示されるように、回路基板３の第３切欠部３２ａの空間を第２リブ４８２ａが通過することで、回路基板３が筐体４に対して大きくずれることを防止している。すなわち、第２リブ４８２ａと第３切欠部３２ａにより図８（ａ）の左右方向の回路基板３と筐体４の相対位置が規定されている。このとき、同時に、回路基板３の回転中に突部３２ｃが位置決め溝４８４を通ることで、回路基板３が筐体４に対して大きくずれることを防止できる。すなわち、突部３２ｃと位置決め溝４８４により図８（ａ）の左右方向の回路基板３と筐体４の相対位置が規定される。
【００６４】
また、図９に示されるように、回路基板３の第４切欠部３２ｂの空間には第１リブ４８１ｂが挿入される。すなわち、第１リブ４８１ｂと第４切欠部３２ｂにより図９（ａ）の上下方向の回路基板３と筐体４の相対位置が規定される。
更に、第２切欠部３１ａは、第２切欠部３１ａを介してボス４６にネジ８（図１０参照）を挿通可能な位置に配置される。
【００６５】
このようにして、回路基板３が回転して収容状態になるときに、第２リブ４８２ａと第３切欠部３２ａにより図９（ａ）の左右方向の回路基板３と筐体４の相対位置が規定される。これらにより、回路基板３とコア２との相対位置が規定され、回路基板３に実装された磁気センサ６がコア２のギャップ２１に配置される。
【００６６】
ここで、突部３２ｃが、本発明における「前記回転時に当該基板の回転方向以外の方向への揺動を抑制するために前記基板に設けられた突部」に相当すると共に、「前記移動時には前記ガイド溝に沿って移動させ、前記回転時には前記揺動を抑制するための溝に沿って回転させるために前記基板に設けられた突部」に相当する。また、位置決め溝４８４が、本発明における「前記揺動を抑制するための突部を通すために前記筐体に設けられた溝」に相当すると共に、「前記回転時に当該基板の回転方向以外の方向への揺動を抑制するために前記筐体に設けられた溝」に相当する。
【００６７】
また、第３切欠部３２ａが、本発明における「前記回転時に当該基板の回転方向以外の方向への揺動を抑制するために前記基板に設けられた切欠部」に相当する。また、第２リブ４８２ａが、本発明における「前記揺動を抑制するための切欠部に応じて前記筐体に設けられた突部」に相当する。
【００６８】
また、第１リブ４８１ｂが、本発明における「前記基板の回転により当該基板が前記筐体に収容されるとき、当該基板が収容される位置を規定するために前記筐体に設けられた突部」に相当する。また、第４切欠部３２ｂが、本発明における「前記位置を規定するための突部又は切欠部に応じて前記基板に設けられた切欠部」に相当する。
【００６９】
なお、回路基板３に第４切欠部３２ｂを設ける代わりに突部を設けて、筐体４にこの突部に応じた切欠部を設けてもよい。この場合には、筐体４に設けられた突部が、本発明における「前記基板の回転により当該基板が前記筐体に収容されるとき、当該基板が収容される位置を規定するために前記筐体に設けられた切欠部」に相当し、回路基板３に設けられた切欠部が、「前記位置を規定するための突部又は切欠部に応じて前記基板に設けられた突部」に相当する。
【００７０】
また、位置決め溝４８４が上述したようにテーパ状に形成されているので、回路基板３が回転したときに、第２直線部３２の第２長手外辺が位置決め溝４８４に接触することを防止できる。
【００７１】
また、ガイド溝４７の第４壁４２４側の側面は、回路基板３の回転時に回路基板３に接触しないように、この回転時に第２直線部３２の第２長手外辺が描く円弧状の軌跡に沿った形状に形成されている。更に、台座部４８１ａにテーパ部４８１ｃが設けられていることで、回路基板３の回転時に、その実装面に台座部４８１ａが当接することがなく、回路基板３を滑らかに回転することができる。
【００７２】
この第４工程における処理が、本発明における「前記コイルの中心軸線の周りに当該基板を回転させることで、前記磁気センサが前記ギャップに配置される」処理に相当する。
【００７３】
また、第４工程において、回路基板３を回転するだけで、回路基板３が筐体４に収容される状態となる。このことが、本発明における「前記基板の回転により当該基板が前記筐体に収容される」ことに相当する。
【００７４】
次に第５工程において、図１０に示されるように、回路基板３の第２切欠部３１ａを介してボス４６のネジ穴にネジ８を挿入し、回路基板３と筐体４を固定する。そして、上蓋５を筐体４に被せて固定し、図２に示される状態にする。この固定方法は、接着剤による固定であってもよいし他の方法であってもよい。
【００７５】
ここで、以上の構成から分かるように、第２工程における回路基板３の移動及び第３工程における回路基板３の回転時に、回路基板３と筐体４との相対位置、ひいては、回路基板３とコア２との相対位置を規定していた「第２切欠部３１ａ，第３切欠部３２ａ，第４切欠部３２ｂ，突部３２ｃ，ガイド溝４７，第１位置決め壁４８１，第１リブ４８１ｂ，第２位置決め壁４８２，第２リブ４８２ａ，位置決め溝４８４，第１ガイド壁４９１，第２ガイド壁４９２，及び第３ガイド壁４９３」が、本発明における位置決め部に相当する。
【００７６】
以上のようにして、本実施形態の電流センサ１は、コア２にコイル７を貫通させる（コア２にコイル７を巻装したのと同じ状態）ことができるので、巻線機等の専用の機械を用意する必要がなく、製造コストを低減することができる。
【００７７】
また、上述したように、コア２にコイル７を貫通させるための動作としては、突部３２ｃをガイド溝４７に沿うように回路基板３を移動させるだけでよい。このように、回路基板３及び筐体４に設けられた位置決め部としての突部３２ｃ及びガイド溝４７により、電流センサ１の組み立てを簡便にでき、製造コストを低減することができる。
【００７８】
また、本実施形態では、第４工程において、ギャップ２１に磁気センサ６を配置するために回路基板３を回転するだけで、回路基板３が筐体４に収容される状態となる。これにより、回路基板３を筐体４に収容するために、他の動作が必要なく、製造のための工数を削減でき、製造コストを低減することができる。
【００７９】
また、巻線機等の専用の機械を用意せずに、コアを２つに分割した後に結合できるようにするものが考えられる。この場合には、コアを２つに分割し、分割されたコアの一方をコイルの中空部に挿入した後、当該コアと他方のコアとを結合することで、コアにコイルを巻装したと同じ状態にすることができる。しかしながら、このようなコアは、２つに分割した後、結合できるようにする必要があるので、構造が複雑になるなどコストが増加してしまう。本実施形態ではコア２を分割できるような構成にしていないにも拘らず、巻線機等の専用の機械を用意せずに、コアにコイルを巻装したと同じ状態にすることができる。このように、本実施形態の電流センサ１は、製造コストを低減できる。
【００８０】
なお、回路基板３や筐体４等の形状は、本実施形態のものに限られるものではなく、回路基板３の移動及び回転を邪魔しない形状であればよい。例えば、本実施形態においては、コア用台座４４の個数を５個としているが５個以外の個数であってもよいし、上面に窪みがある形状に形成されていなくてもよい。コア用台座４４は、回路基板３の移動及び回転を邪魔しないと共に、コア２の収容位置を規定できるように形成されていればよい。また、基板用台座４５についてもコア用台座４４と同様に、回路基板３の収容位置を規定できるのであれば、個数及びその形状はどのようなものであってもよい。更に、回路基板３や筐体４に設けられた位置決め部の形状又は個数は、本実施形態のものに限られるものではなく、回路基板３の移動及び回転を邪魔せず、回路基板３とコア２との相対位置を規定するという効果を得られるものであれば、どのような形状又は個数であってもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１…電流センサ、２…コア、２１…ギャップ、３…回路基板（基板）、３１ａ…第２切欠部（位置決め部）、３２ａ…第３切欠部（位置決め部）、３２ｂ…第４切欠部（位置決め部）、３２ｃ…突部（位置決め部）、４…筐体、４７…ガイド溝（位置決め部）、４８１…第１位置決め壁（位置決め部）、４８１ｂ…第１リブ（位置決め部）、４８２…第２位置決め壁（位置決め部）、４８２ａ…第２リブ（位置決め部）、４８４…位置決め溝（位置決め部）、４９１…第１ガイド壁（位置決め部）、４９２…第２ガイド壁（位置決め部）、４９３…第３ガイド壁（位置決め部）、６…磁気センサ、７…コイル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013068490.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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